液压式波浪能装置能量转换系统研究

波浪能转换装置由能量俘获系统与能量转换系统构成,其中能量转换系统是提高波浪能利用效率的关键环节。以鸭式波浪能装置的能量转换系统为研究对象,介绍液压式能量转换系统组成,分析系统结构及工作原理,提出判断目前系统组成合理的依据,最后采用交叉组合试验对比,得出如何设计选择系统发电机及负载类型。试验现象及数据表明,采用永磁同步发电机(PSMG)及蓄电池组的液压能量转换系统较之其他组合的液压系统在效率和可靠性方面有了明显的改进,如发电品质优,系统稳定性高,对系统设备冲击性小,发电效率及电能利用率高,有利于降低维护成本,符合鸭式波浪能装置实海况试验要求,对波浪能实海况试验样机研发意义重大。

漂浮式波浪能装置能量转换系统研究

能量俘获系统与能量转换系统构成整个波浪能装置,其中能量转换系统是波浪能利用的关键环节。设计一套适用于漂浮式波浪能装置上的液压式能量转换系统,包括液压缸、液压马达、蓄能稳压系统、液压控制系统及发电机。液压控制系统中采用特制的'液压自治控制系统',用于根据发电许可最大压力与最小压力控制液压系统能量释放与储蓄动作,并将最大压力提高到23 MPa,最小压力提高到9 MPa。大量试验数据表明,压力提高后的液压转换系统较之以前的液压系统在效率和可靠性方面有明显的改进,对波浪能海况试验样机研发意义重大。

100 kW组合型振荡浮子式波浪发电装置能量转换系统研究

组合型振荡浮子式波浪发电装置由能量俘获系统与能量转换系统构成,其中能量转换系统直接决定整个装置的能量转换效率和发电功率。基于前期10 k W波浪发电装置的海试结果,对装置中的直驱型液压式能量转换系统进行结构优化,设计一种应用于100 k W波浪发电装置的蓄能型液压式能量转换系统,并研制"液压自调整控制系统",实现能量转换系统蓄能与放能过程的解耦控制。通过现场试验,验证优化后的能量转换系统在提高能量转换效率和维持过程平稳性上的有效性。基于该能量转换系统的能量输出特性,提出发电机带纯阻性负载时的"最大功率点跟踪"匹配负载计算方法,以及后续并网电力变换系统的拓扑结构设计,并通过Simulink仿真,验证方案的可靠性。

波浪能装置液压式蓄能系统设计

蓄能系统是漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统中的储能环节。以漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统为研究对象,介绍了液压式能量系统中的蓄能系统的组成,分析了该系统在大浪下实现稳定发电和小浪时实现0-1发电的原理,建立了预充压力、最低工作压力和最高工作压力、蓄能量几个关键设计参数之间的数学模型,通过计算实例进行数值模拟,获得了大量试验数据。试验结果表明:最高工作压力与最低工作压力在数值上差越大,蓄能系统单个循环释放出的蓄能越多,蓄能系统的成本越低;设计的预充压力安全值为最低工作压力的80%;蓄能量与最高工作压力、最低工作压力、预充压力之间存在耦合关系。

浮力摆式波浪能发电装置时域研究

针对嵊山海洋能示范项目的浮力摆式波浪能发电装置,建立摆板水动力计算模块,利用数值方法求解摆板时域运动方程,并通过与商业软件对比验证计算结果的可靠性。依据装置液压系统原理图,建立液压系统仿真模块,并通过试验验证模块的准确性。在此基础上,编制两模块间接口,建立浮力摆-液压系统联合仿真模型,并利用联合仿真模型进行变参数优化设计,所得结论可为嵊山项目装置调试提供参考。